Дорого и сложно: что ломается в рулевых рейках с ГУР, и как их ремонтируют
Рейки с ГУР: как устроены и какими бывают
По сути своей все реечные рулевые механизмы с гидроусилителем одинаковы. Однако при более подробном изучении можно выделить некоторые нюансы. Например, насечка зубьев на штоке рулевого механизма может быть прямой, под углом и с переменным шагом зубьев. Достоинства и недостатки каждого из вариантов в рамках этого материала рассматривать не будем.
Итак, принцип действия, как мы уже выяснили, один: шток перемещается во втулках, установленных в корпусе рулевого механизма, и уплотняется сальниками. Также существуют реечные механизмы с треугольным валом, как его называют мастера. Правда, одним и чуть ли не единственным из его достоинств можно назвать лишь возможность более раннего определения износа. В остальном он имеет только недостатки, самым существенным из которых является невозможность замены втулки и сальника штока без снятия поршня гидроусилителя (к этому мы еще вернемся ниже).
Шток рулевого механизма, независимо от исполнения, поджимается специальным упором, с помощью которого регулируется зазор в зацеплении. Вал ведущей шестерни рулевого механизма представляет собой единое целое с золотником. Золотник – это специальный перепускной клапан, который в зависимости от того, в какую сторону вы крутите руль, перенаправляет поток рабочей жидкости в полость справа или слева от поршня, смонтированного на штоке рулевого механизма, помогая тем самым вам во вращении руля. Поршень этот двигается внутри цилиндра, который является частью корпуса всего рулевого механизма.
Отдельно стоит упомянуть о вентиляции внутри рулевого механизма. Дело в том, что пыльники довольно плотно прижимаются к рулевым тягам и корпусу рулевого механизма, а потому при перемещении штока в одном из пыльников может создаться разрежение, что, в свою очередь, чревато ускоренным износом самого пыльника или, что еще хуже, подсосом пыли или грязи снаружи в корпус. Конструкторских решений данной проблемы существует три: вентиляционные каналы в штоке рулевого механизма, вентиляционные каналы в корпусе рулевого механизма, соединенные трубкой, и вентиляционные каналы в пыльниках, которые также соединены трубкой.
Последний подход, надо признать, самый ненадежный. Если трубку сорвет или повредится пыльник в месте подсоединения, рулевой механизм сразу же наполнится водой и грязью, что незамедлительно приведет вас туда, где побывали мы, чтобы создать данный материал.
Насосы ГУР
Прежде чем перейти к нюансам эксплуатации и поломок, стоит отдельно упомянуть один из наиболее дорогостоящих элементов ГУР – его насос. Существует два типа насосов, отличающихся по типу привода – с приводом от коленчатого вала двигателя и с приводом от электродвигателя. Сегодня мы рассматриваем насос в первом исполнении.
Устроен он довольно просто: две плиты, в которых вырезаны каналы забора и подачи рабочей жидкости, накрывают статорное кольцо с эллипсоидным профилем, внутри которого вращается ротор с лопатками.
Благодаря центробежной силе лопатки при вращении выдвигаются из своих пазов, в результате чего происходит забор жидкости. Продвигаясь далее по поверхности статора, лопатка перемещается внутрь паза и выталкивает жидкость под давлением в канал и далее в систему. Регулируется давление с помощью специального клапана.
Все это помещено в корпус, сверху которого установлен расширительный бачок, хотя зачастую он может быть смонтирован и отдельно от насоса.
С чего все начинается?
Начинается все, как правило, с жалоб клиента на стук или утечку рабочей жидкости. Другим, менее распространенным поводом обращения в сервис может быть резко потяжелевшее рулевое колесо и повышенный люфт руля. Ну а уже после обращения алгоритм действий вполне стандартен.
Прежде всего машина отправляется на подъемник, где проходит диагностика.
Опытный мастер без снятия определяет, рейка это или все же какой-то элемент ходовой части
. Если причиной беспокойства все же является рейка, то ее демонтируют и отправляют в цех мойки и очистки.В этом же цеху установлена пескоструйная машина, благодаря которой корпус рулевого механизма можно привести в почти идеальное состояние.
Почему почти? Потому что в идеальное состояние (можно сказать, первозданное) его могут привести в покрасочном цеху, если того пожелает заказчик.
Предварительно
Как только рулевой механизм оказывается в руках мастера, он устанавливает его на специальный диагностический стенд.
Установив, подсоединяет к нему шланги, по которым течет та же рабочая жидкость, что и на автомобиле (и которую, как мы помним, надо еще и изредка менять). Имитируя работу механизма на автомобиле, мастер проверяет его на наличие утечек, а также рабочее и максимальное давление в системе. По последним параметрам определяется техническое состояние золотникового клапана.
Диагностика и ремонт
Теперь рассмотрим все по порядку, от элемента к элементу, чтобы потом собрать для себя полную картину масштаба трагедии ремонта простого на первый взгляд механизма. Начнем с видимого: это корпус рулевого механизма и золотник.
На самом первом этапе, когда еще ничего не демонтировано, корпус можно только осмотреть и проверить на наличие явных дефектов или повреждений – например, трещин. Потом, когда механизм отправляют на разборку с целью восстановления и ремонта, проводят более детальную дефектовку корпуса. Она, в свою очередь, может выявить царапины на внутренней поверхности цилиндра.
Причиной царапин могут быть частички пыли, попавшие через порвавшийся или неплотно усаженный пыльник. Также пыли и грязи рулевой механизм может набрать через оборванную вентиляционную трубку, соединяющую пыльники.
Найденную трещину – небольшую и в не очень ответственном месте корпуса – может, еще и заварят, но если повреждение более существенное, то скорее всего вам посоветуют заменить корпус. Ну а царапины или коррозию на зеркале цилиндра удаляют шлифовкой.
Если корпус золотникового клапана является неотъемлемой частью корпуса рулевого механизма, то проверяют и его внутреннюю поверхность.
Часто на внутренней стороне контактной поверхности образовывается выборка (выемка), ведь уплотнительные кольца на золотнике все-таки тефлоновые. Из-за этой выборки золотник может подклинивать и, как следствие, руль будет вращаться с ощутимыми рывками – или же вовсе усилие при вращении вправо будет отличаться от усилия при вращении влево. Лечится этот недуг расточкой и гильзовкой: внутреннюю поверхность цилиндра растачивают до определенного диаметра и запрессовывают новую деталь из латуни с нужным внутренним диаметром и уже просверленными отверстиями под каналы.
Сам золотник тяжело привести в негодность, но вот его уплотнительные кольца могут наделать беды. На одном из фото видно, как кольцо расслоилось.
Тефлоновые кольца как элемент, в принципе, заменяются без проблем.
Однако от производителя к производителю конструкции могут быть разными, и золотник вместе со своим корпусом может быть отдельной деталью. Более того – отдельной неремонтируемой деталью. В этом случае возможна только замена в сборе.
Шток рейки – один из наиболее информативных элементов рулевого механизма в плане определения недугов без разборки.
Тут все логично и просто: если что-то случилось с зубьями – появится стук или закусывания, если разбилась втулка – тоже стук, износились сальники – утечка. Поэтому первое, что делает мастер, если рейка поступила с жалобой на стук – затягивает оную в тисках. Далее, вращая вал ведущей шестерни одной рукой, второй рукой через инструмент прикладывает к штоку усилие, как бы проворачивая его.
Таким образом определяют люфт в зубчатом зацеплении. В исправном рулевом механизме этого люфта быть не должно. В нашем случае люфт был, причем на всем ходе штока. Чтобы точнее понять, в чем дело, мастер подтянул регулировочную гайку упора штока, уменьшив тем самым зазор в зацеплении. Если при этом люфт пропал, значит можно еще покататься. На подопытном же механизме люфт пропал, но не на всем ходу. Из-за этого мастер посоветует отдать рейку в ремонт – однако владелец, конечно, может и отказаться, решив, что на данный момент это не очень критично.
Далее, выдвинув шток в крайнее правое положение, мастер проверил износ боковой втулки. Действо довольно простое: одной рукой берешься за корпус и прикладываешь большой палец к штоку, второй рукой пытаешься качать этот самый шток, а под приложенным пальцем при этом явно ощущается биение. Хотя быть его, разумеется, не должно. В таком случае необходимо извлекать из корпуса шток рулевой рейки вместе с сальниками, втулками и отправлять на ремонт.
У самого штока может быть несколько дефектов: износ зубьев, износ уплотнительного кольца поршня, износ рабочей поверхности штока или коррозия, а также износ боковой втулки.
В принципе все дефекты можно устранить, кроме чрезмерного износа зубьев или сколов на них. Кольца и втулки заменяются, при необходимости даже с поршнями.
А износ или коррозия «выравниваются» шлифовкой вала.
При этом уменьшение диаметра вала после шлифовки не беда, так как существуют сальники ремонтных размеров.
После снятия штока проверяют и упор. Его контактная часть имеет пластиковую втулку, которая может износиться – тогда упор придется заменить. Бывает, что и сам упор ломается из-за подклинивания и перекоса.
Ну а теперь, как и обещали, поговорим о треугольных штоках. Их называют так, потому что с торца шток действительно треугольный – правда, только в зубчатой его части. Неудобство заключается в том, что один сальник со втулкой мы можем заменить без проблем, а вот второй сальник и втулку – никак, потому что сальник круглый.
Поэтому, чтобы выполнить столь простое действие, необходимо отдать шток в токарный цех: там аккуратно срежут поршень, заменят то, что нужно заменить, и так же аккуратно поставят поршень на место и обкаткой закрепят на штоке. Как и ожидалось, по закону Мерфи у нас в ремонтируемом ГУР именно треугольный шток.
Еще пару слов по сальникам: это расходный материал, потому на производстве его в избытке.
Уже было указано, что существуют сальники первого, а иногда и второго ремонтных размеров. Это хорошая новость для клиентов, так как восстановление вала все же дешевле его замены.
Еще один важный и интересный нюанс – взаимозаменяемость штоков. Иногда, если того требуют обстоятельства или возникает острая нужда, мастера прибегают к небольшим хитростям. Например, бывает так, что штоки есть в большом количестве только на праворульную модификацию очень популярной у нас модели. И если насечка зубьев на штоке прямая, то проблем со взаимозаменяемостью нет. Если же косая – пиши пропало и готовься к растратам.
Еще один пример взаимозаменяемости – соплатформенные модели. Вспомним, кто у нас самые яркие представители глобализации. Вот, например, Audi Q7, Porsche Cayenne и VW Touareg – соплатформенники, это известно всем. Так вот у этих моделей абсолютно разные рулевые механизмы! Различие в насечке зубьев штока тянет за собой целую вереницу изменений в настройках электронных систем. Иной шаг – значит, другой ход, значит, другое положение датчика угла поворота руля, а это и усилие на руле, и системы стабилизации, и так далее… Вывод очевиден: просто взять и «перебросить» рейку с одного автомобиля на другой не получится.
Переходим к насосу гидроусилителя. Его неисправность можно определить еще на работающем автомобиле. Он может гудеть постоянно, при изменении числа оборотов или в крайнем положении рулевого колеса. Последнее – скорее не неисправность, а взывание к благоразумию, так как удерживание руля в данном положении более 20 секунд может быть чревато неприятными последствиями.
После демонтажа с автомобиля, не разбирая, насос можно проверить на специальном стенде, в который заложены изначально эталонные параметры технически исправных насосов.
Стенд автоматически разгоняет насос до 500, 1 000 и 1 500 оборотов в минуту и отслеживает работу – в первую очередь, регулятора давления. Сравнивая графики работы эталонного и диагностируемого насосов, мастер делает вывод о техническом состоянии последнего. Если исключить завоздушенность системы и предположить, что рабочая жидкость системы в норме, то причиной шума может быть износ деталей насоса.
Самые нагруженные детали в насосе – лопатки. Из-за сил, действующих на них, вырабатываются прорези в роторе – они из прямоугольных превращаются в более округлые, а лопатка начинает болтаться. Следствием этого становится ступенчатая выработка на кольце статора. Разболтанная лопатка начинает изнашивать боковые плиты с каналами, отправляя тем самым всю сборку в утиль. Самым плачевным состоянием насоса может быть разрушение ротора, как произошло в нашем примере.
К счастью, каждый из элементов можно заменить новым – они есть в наличии.
Ремонт окончен
Окончив ремонт насоса гидроусилителя, его отправляют на специальный стенд для окончательной диагностики. Если все в порядке – на очереди звонок клиенту и радостные вести.
После устранения всех дефектов и неисправностей детали рулевого механизма поступают мастеру на сборку.
Одновременно с этим к нему «заходят» и все сальники, уплотнительные кольца и втулки. Мастер собирает все воедино, после чего снова отправляет рейку на диагностический стенд: в нашем случае MSG MS502M. Повторив весь диагностический процесс и убедившись в технической исправности рулевого механизма, мастер со спокойной душой передает его в отдел выдачи (он же приемки). Кстати, после сборки на все места соединения и регулировочную гайку упора штока наносится краска – своего рода пломба, чтобы избежать возможных претензий от недобропорядочных клиентов.
Чем раньше, тем безопаснее и дешевле
В заключение напомню, что любой, даже самый тихий и неприметный стук, исходящий от рулевого механизма, зачастую выливается в большие растраты, а потому, если вы не планируете «слить» машину при первой же проблеме, не откладывайте диагностику на потом. Уделяйте особое внимание усилию на рулевом колесе и при малейшем подозрении на что-то неладное отправляйтесь прямиком в нормальный, проверенный сервис. Рулевое управление – одна из систем, напрямую отвечающих за безопасность движения, и отношение к ней должно быть на соответствующем уровне.
Особая благодарность в подготовке материала и консультациях компании Мастер Сервис (MSG), контактные данные +7 (800) 350-99-23 (Москва), +380 (57) 738-33-08 (Харьков).
Опрос
А вам приходилось ремонтировать рулевую рейку с ГУР?
Всего голосов:
www.kolesa.ru
Рулевая рейка с гидроусилителем, ее устройство и ремонт
Рулевая рейка служит основным элементом управления большинства современных легковых авто. С ее помощью вращение руля преобразуется в поворот передних колес относительно оси автомобиля. Этот узел отличается простотой конструкции и высоким запасом прочности. Как и все другие агрегаты автомобиля, рейку приходится обслуживать и ремонтировать. Поэтому автовладельцам будет полезно знать ее устройство и принцип работы.
Как устроена рулевая рейка
Конструкции отличаются в зависимости от типа узла и модели автомобиля. Не меняется лишь перечень основных деталей:
- Картер (цилиндр) — корпус из алюминия.
- Шестерня, сопрягаемая с валом рулевого колеса.
- Зубчатая планка с пружиной, которая прижимает приводную шестерню.
- Фиксаторы, для ограничения хода.
- Сальники, предотвращающие утечку масла.
- Подшипники, обеспечивающие легкое передвижение рейки в корпусе и уменьшающие люфт деталей.
Зубчатая планка двигается при повороте шестерни. Она соединена с тягами, которые передают усилие на поворотные кулаки передних колес.
В зависимости от модификации, узел может включать гидравлические цилиндры или электромоторы, облегчающие поворот руля.
Разновидности рулевых реек
На легковых машинах устанавливают механизмы трех типов. Они отличаются наличием или отсутствием вспомогательных устройств, облегчающих управление.
Механическая рулевая рейка
Простейший вариант устройства, в котором управляющие колеса поворачиваются за счет усилий водителя. Чтобы уменьшить нагрузку на руки и одновременно облегчить управление на трассе в машины ставят рейки, у которых переменное число растет с увеличением угла поворота колес. Это облегчает маневры на парковке и обеспечивает «острый руль» на скорости.
Гидравлическая рулевая рейка
Воздействие водителя дополняется гидроусилителем. Это позволяет создать легкое и одновременно «острое» управление.
ГУР смягчает нагрузки, возникающие при движении по неровностям. Единственный недостаток такого устройства — ухудшение «чувствительности». Его компенсируют двумя способами:
- устанавливают электро-гидроусилитель с обратной связью;
- изменяют конструкцию подвески.
Электрическая рулевая рейка
В этих устройствах воздействие водителя на руль усиливается за счет двигателя. Он питается от бортовой электросети. В зависимости от места размещения различают три типа узлов, в которых мотор закреплен на рулевом валу, колонке и в корпусе рейки. Последний вариант наиболее надежен.
Конструкция с электродвигателем на валу опасна тем, что в случае поломки она практически перестает работать.
Сегодня на большинстве серийных автомобилей бюджетного и среднего класса устанавливается рейка рулевая с гидроусилителем.
Диагностика и ремонт
От исправности устройства зависит комфорт водителя и безопасность на дороге. Простая конструкция рейки с гидроусилителем позволяет выполнить ремонтно-диагностических работы в домашних условиях. Для обнаружения поломок и замены деталей требуется специальное оборудование и приспособления.
Неисправности рулевой рейки с гидроусилителем: симптомы
Чтобы обезопасить себя на дорогах, необходимо регулярно проводить тщательную проверку техсостояния механизма управления. Серьезные поломки проявляют себя явным образом и не требуют специальных приборов для обнаружения. Просто обратите внимание на следующие признаки:
- Затрудненное вращение руля или отсутствие в возврате в центральное положение после поворота. Это случается в результате деформации рейки, картера или вала.
- Стук при езде по неровностям и ямам, снижающийся при установке колес в крайнее положение. Причиной служит износ карданчиков рулевой колонки, шарниров тяг, стирание зубьев центральной шестерни рейки.
- Повышенная чувствительность — несоответствие угла поворота колес и руля либо ситуация, когда при малейшем движении рук автомобиль «бросает по сторонам». Такое случается в результате неисправностей гидравлической системы ГУРа.
- Уменьшение уровне жидкости в бачке, появление подтеков и масляных пятен на пыльниках. Утечка происходит в результате коррозии вала и износа резиновых сальников.
Любое из проявлений поломки требует немедленного вмешательства. Выход из строя рулевого управления — одна из самых опасных проблем, с которой не может сравниться даже отказ тормозной системы. Промедления с ремонтом приводят к усугублению неисправности. Несвоевременное устранение мелких проблем станет причиной финансовых потерь и, в худшем случае, аварии.
Ремонт рулевой рейки с гидроусилителем своими руками
Прежде чем снимать узел, нужно попробовать устранить стук путем регулировки. Для этого понадобится специальный ключ, которым подтягивают гайку рулевой рейки. Важно понимать, что таким образом удается устранить стуки, но не утечку жидкости.
Для выполнения работ понадобится стандартный комплект слесарного инструмента и некоторые специальные приспособления:
- восьмигранный ключ;
- съемник для подшипников;
- щипцы для демонтажа и установки стопорных колец.
Чтобы отремонтировать рейку, ее придется снимать с автомобиля. Поэтому нужно запастись жидкостью для ГУРа и полным набором расходных материалов:
- сальники;
- уплотнительные кольца;
- пыльники;
- гофра;
- втулки:
- смазка и подшипник.
Перед началом работ необходимо организовать доступ к узлу снизу, установив автомобиль на смотровую яму или подъемник.
Процедура делится на 5 этапов:
- Демонтаж.
- Разборка.
- Проверка состояния и замена запчастей.
- Установка.
После снятия рейки с автомобиля необходимо очистить ее корпус от загрязнений. Последовательность операций по разборке механизма выглядит так:
- Снять рулевые тяги.
- Выкрутить заглушку, закрывающую зубчатый вал.
- Открутить гайку и извлечь стопорное кольца.
- Выбить вал.
- Снять сальники и удерживающие их штифты.
- Демонтировать стопорное кольцо, провернув заглушку.
- Вытащить зубчатую рейку.
- Снять сальник и пластиковую втулку.
- Извлечь заглушку и пружину с прижимным механизмом.
После разборки необходимо вымыть детали и проверить их состояние. Заменить те которые вышли из строя.
После ремонта рейку нужно собрать и установить на автомобиль и отрегулировать. Люфт приводит к их преждевременному износу и внеплановому ремонту узла. Поэтому уделите особое внимание подтяжке регулировочной гайки.
carloud.ru
Устройство гидроусилителя руля.
Управляемость автомобиля напрямую зависит от конструкции и состояния
узлов рулевого управления. Практически все современные автомобили
оснащаются гидроусилителем руля. Но не все автолюбители представляют
принцип работы гидроусилителя руля. В связи с этим, когда машину
начинает уводить в сторону, основная масса водителей пытается решить
проблемы неправильной работы рулевого управления на «сход-развале».
Конечно опытный развальщик может выставить углы установки колес таким
образом, что бы они «сопротивлялись» уводу автомобиля в сторону из-за
неправильной работы гидроусилителя. Например если неправильно работает
золотниковый механизм, то давление в силовом цилиндре при повороте
вправо и влево будет разным, а значит и усилие на руле будет разным.
Другой пример, при отсутствии усилия на руле (прямолинейное движение
автомобиля) рабочая жидкость все равно попадает в цилиндр под давлением
по одной магистрали высокого давления, при этом руль, а самое главное и
колеса, будет поворачиваться в сторону, при этом машину начинает тянуть.
Бывали случаи, когда на стенде сход-развала (на пятаках) на заведенной
машине, при отпущеном руле, колеса поворачивались сами до упора.
В золотниковом механизме (роторный управляющий клапан) совмещены
маслопровод подачи и стока. Гидравлическая жидкость перетекает из
трубопровода высокого давления в масляный резервуар, не выполняя никакой
работы
.
Конструкция и принцип функционирования элементов гидроусилителя рулевого управления — схема работы
Принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе рейки — торсионный стержень, связанный с рулевым валом. При повороте рулевого вала (колеса), стержень, поворачиваясь, перемещает золотник. Золотник приоткрывает отверстия каналов, идущих к силовому цилиндру. Цилиндр передвегает рейку, снижая усилие на руле. При отсутствии усилия на руле, ротор возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.
Функциональная схема системы гидросусилителя руля
 | |
1 — Силовой цилиндр | 11 — Резервуар гидравлической жидкости |
Работа гидроусилителя рулевого механизма
1 — Поршень | 4 — Силовой цилиндр |
Общая информация
Привод рулевого насоса осуществляется непосредственно от двигателя с помощью ремня.
При прямолинейном движении автомобиля чувствительный к изменениям давления клапан-переключатель насосной сборки остается открытым, обеспечивая сброс гидравлической жидкости обратно в резервуар системы гидроусилителя руля..
За счет клапана регулировки расхода давление гидравлической жидкости поддерживается практически постоянным при любых оборотах двигателя. Под регулируемым напором гидравлическая жидкость подается по шлангу А к роторному управляющему клапану.
При поворачивании рулевого колеса соединенный с валом ведущей шестерни роторный клапан открывает гидравлический контур в направлении, соответствующем направлению поворота колес и гидравлическая жидкость по трубке А или В подается в соответствующую (А или В) рабочую камеру.
Поскольку рулевой вал через роторный управляющий клапан механически соединяется с валом ведущей шестерни, потери управления не происходит даже в случае отказа системы гидроусиления.
Конструкция и принцип функционирования рулевого механизма
Основу гидравлической части рулевого механизма составляют объединенные в общую сборку роторный управляющий клапан и силовой цилиндр реечной передачи. Шток рулевой рейки в используемой конструкции играет роль поршня в силовом цилиндре, сквозь роторный клапан проходит вал ведущей шестерни. Рабочие камеры цилиндра и роторного клапана соединены между собой посредством двух гидравлических трубок.
Конструкция роторного управляющего клапана (золотниковый механизм)
 | |
1 — Торсионный стержень | |
Схема функционирования
роторного клапана при отпущенном рулевом колесе
 | |
1 — Камера А | 6 — V4 |
Схема функционирования роторного клапана при вращении рулевого колеса вправо
 | |
1 — Камера А | 4 — V2 |
Схема подключения рулевого
насоса
 | |
1 — Рулевой насос | 2 — Бачок гидравлической жидкости |
Схема функционирования
рулевого насоса
 | |
1 — Бачок ГУР | 5 — Клапан управления расходом |
Схема функционирования
чувствительного к изменению давления клапана при отпущенном рулевом
колесе
1 — К бачку гидравлической жидкости | 3 — Подаваемая под напором от насоса жидкость
(выше) |
Схема функционирования
чувствительного к изменению давления клапана при вращении рулевого
колеса
1 — К бачку гидравлической жидкости | 3 — Подаваемая под напором от насоса жидкость
(выше) |
Принцип функционирования
редукционного клапана насоса гидроусилителя руля
 | |
1 — К бачку ГУР | 5 — Давление жидкости, пропускаемой через
клапан управления расходом (ниже критического) |
Управляющий клапан состоит из
вращающегося вместе с рулевым валом ротора, ведущей шестерней, введенной
в зацепление с ротором посредством торсионного стержня и вращающейся
вместе с шестерней муфты. Конструкция клапана представлена на рисунке. В
роторе и муфте клапанной сборки предусмотрены канавки С и D, образующие
проходные каналы с V1 по V4 для потока гидравлической жидкости.
Нарушение исправности
функционирования системы гидроусиления (например, в результате обрыва
ремня) приводит к отказу повышения гидравлического давления, в
результате чего прикладываемый к рулевому колесу крутящий момент
начинает механически передаваться от ротора управляющего клапана
непосредственно на ведущую шестерню рулевого механизма. Но при этом
усилие не руле значительно увеличивается.
auto-master.su
Конструкция рулевого управления автомобиля
Управляемость автомобиля напрямую зависит от конструкции и состояния узлов рулевого управления. Практически все современные автомобили оснащаются гидроусилителем руля. Но не все автолюбители представляют принцип работы гидроусилителя руля. В связи с этим, когда машину начинает уводить в сторону, основная масса водителей пытается решить проблемы неправильной работы рулевого управления на «сход-развале». Конечно опытный развальщик может выставить углы установки колес таким образом, что бы они «сопротивлялись» уводу автомобиля в сторону из-за неправильной работы гидроусилителя.
Например если неправильно работает золотниковый механизм, то давление в силовом цилиндре при повороте вправо и влево будет разным, а значит и усилие на руле будет разным. Другой пример, при отсутствии усилия на руле (прямолинейное движение автомобиля) рабочая жидкость все равно попадает в цилиндр под давлением по одной магистрали высокого давления, при этом руль, а самое главное и колеса, будет поворачиваться в сторону, при этом машину начинает тянуть. Бывали случаи, когда на стенде сход-развала (на пятаках) на заведенной машине, при отпущеном руле, колеса поворачивались сами до упора.
В золотниковом механизме (роторный управляющий клапан) совмещены маслопровод подачи и стока. Гидравлическая жидкость перетекает из трубопровода высокого давления в масляный резервуар, не выполняя никакой работы.
Конструкция и принцип функционирования элементов гидроусилителя рулевого управления — схема работы
Принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе рейки — торсионный стержень, связанный с рулевым валом. При повороте рулевого вала (колеса), стержень, поворачиваясь, перемещает золотник. Золотник приоткрывает отверстия каналов, идущих к силовому цилиндру. Цилиндр передвегает рейку, снижая усилие на руле. При отсутствии усилия на руле, ротор возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.
Функциональная схема системы гидросусилителя руля
1 — Силовой цилиндр
2 — Поршень рулевой рейки
3 — Шток рулевой рейки
4 — Вал ведущей шестерни
5 — Трубка А
6 — Трубка В
7 — Роторный управляющий клапан
8 — Рулевой вал
9 — Рулевое колесо
10 — Чувствительный к изменениям давления клапан
11 — Резервуар гидравлической жидкости
12 — Шиберный насос
13 — Редукционный клапан
14 — Шланг В
15 — Клапан регулировки расхода
16 — Двигатель
17 — Насосная сборка
18 — Шланг А
19 — Камера А
20 — Камера В
Общая информация
Привод рулевого насоса осуществляется непосредственно от двигателя с помощью ремня.
При прямолинейном движении автомобиля чувствительный к изменениям давления клапан-переключатель насосной сборки остается открытым, обеспечивая сброс гидравлической жидкости обратно в резервуар системы гидроусилителя руля..
За счет клапана регулировки расхода давление гидравлической жидкости поддерживается практически постоянным при любых оборотах двигателя. Под регулируемым напором гидравлическая жидкость подается по шлангу А к роторному управляющему клапану.
При поворачивании рулевого колеса соединенный с валом ведущей шестерни роторный клапан открывает гидравлический контур в направлении, соответствующем направлению поворота колес и гидравлическая жидкость по трубке А или В подается в соответствующую (А или В) рабочую камеру.
Поскольку рулевой вал через роторный управляющий клапан механически соединяется с валом ведущей шестерни, потери управления не происходит даже в случае отказа системы гидроусиления.
Конструкция и принцип функционирования рулевого механизма
Основу гидравлической части рулевого механизма составляют объединенные в общую сборку роторный управляющий клапан и силовой цилиндр реечной передачи. Шток рулевой рейки в используемой конструкции играет роль поршня в силовом цилиндре, сквозь роторный клапан проходит вал ведущей шестерни. Рабочие камеры цилиндра и роторного клапана соединены между собой посредством двух гидравлических трубок.
Конструкция роторного управляющего клапана (золотниковый механизм)
1 — Торсионный стержень
2 — Муфта
3 — Ротор
4 — Ведущая шестерня
5 — Аварийное зацепление шестерни с ротором
Схема функционирования роторного клапана при отпущенном рулевом колесе
1 — Камера А
2 — Камера В
3 — V1
4 — V2
5 — V3
6 — V4
7 — От рулевого насоса
8 — К А
9 — К В
Управляющий клапан состоит из вращающегося вместе с рулевым валом ротора, ведущей шестерней, введенной в зацепление с ротором посредством торсионного стержня и вращающейся вместе с шестерней муфты. Конструкция клапана представлена на рисунке. В роторе и муфте клапанной сборки предусмотрены канавки С и D, образующие проходные каналы с V1 по V4 для потока гидравлической жидкости.
Нарушение исправности функционирования системы гидроусиления (например, в результате обрыва ремня) приводит к отказу повышения гидравлического давления, в результате чего прикладываемый к рулевому колесу крутящий момент начинает механически передаваться от ротора управляющего клапана непосредственно на ведущую шестерню рулевого механизма. Но при этом усилие не руле значительно увеличивается.
emg.by
Три типа рулевых реек. Устройство и принцип работы в картинках.
Все рулевые рейки можно поделить на три типа.
1. Механическая рулевая рейка без усилителя.
Это механизм, где шестерня передает усилие на зубчатую рейку без какой либо помощи. Вертикальный вал с шестерней и горизонтальный вал с зубчатой рейкой закреплены в опорах качения и скольжения. Такие рейки называют механическими или сухими. Еще их ошибочно именуют электрическими или электронными , подразумевая принцип работы всего усилителя (в случае электроусилителя). Применяются такие рейки без дополнительных приводов редко. А в сочетании с электромотором на рулевой колонке — часто. Колонка с усиливающим механизмом помогает водителю крутить механическую рейку. Всё усилие и ударные нагрузки приходятся на зубчатую передачу. Это вызывает быстрый износ зубьев в положении руля «прямо». Не добавляет долговечности и влага, проникшая внутрь . Она вымывает смазку. Начинается работа «насухую», вызывающая быстрый износ. А коррозия металлических частей, приговаривает дорогой механизм за считанные дни.
Популярная тема ремонта — фторопластовые втулки. Обычно к нему склоняются из-за возможности тяп-ляп выточить и инсталировать все это в рейку. Или просто из-за некомпетентности. А ведь если читать не форумы, а специальную справочную литературу, то там черным по белому написано, что он для этого не годен. А если Вы не поняли, что в справочной литературе написано, то в рейку Вам лезть не стоит !
Рассмотрим в картинках устройство и типичный ремонт механической рейки.
Разбираем рейку
Разобрали рейку.
Устанавливаем новые втулки. Материал — TECAPET (Полиэтиленрефталат). Точность изготовления втулок доходит до 0,01 мм.
Поджимная втулка (пятак).
Втулка со стороны пассажира. Данная конструкция обеспечивает прилегание к валу без зазора, компенсацию износа и амортизационный подвес в корпусе.
Нижний подшипник меняем на втулку скольжения.
2. Рулевая рейка с гидроусилителем.
Представляет то же, что и механическая рейка с навешанным на неё гидроцилиндром и гидрораспределителем . Гидроцилиндр двухстороннего действия прост и надежен. Работает до тех пор, пока на горизонтальном валу (он является штоком гидроцилиндра) не появятся следы износа или коррозии (коррозия появляется чаще на неработающей рейке). Управляющий распределитель давления — это очень точный и довольно сложный механизм. Но надежен и долговечен. Выходит из строя по причине износа. Износ распределителя — это следствие износа опорных подшипников и уплотнительных фторопластовых колец.
Часто после неудачного ремонта гидрорейки, мастера ругают некачественные сальники. Проводя анализ всех неудачных ремонтов сделали вывод, что во всех случаях виноват человеческий фактор. Официально поставляемые комплектующие сомнения не вызывали. Про китайские изделия не буду, и так все понятно. Правда не всем …(((
Вот как выглядит гидравлическая рейка в разобранном состоянии.
Как мы её ремонтируем? Корпус моем. Горизонтальный вал шлифуем. Сальники и подшипники меняем. Втулки справа и слева меняем.
Шлифуем поверхности под рабочую кромку сальников (фото до и после).
А это рулевой вал с управляющим золотником. Еще его называют распределителем давления. Здесь меняются четыре уплотнительных кольца.
3. Электрические, электронные рулевые рейки.
Это наиболее современный и сложный вид реек. Представляет то же, что и механическая рейка с навешенным на неё наружным или интегрированным электроприводом и датчиком крутящего момента на рулевом вале. Управляется все это с помощью компьютера. Неисправности бывают как механического характера — износ, ржавление, стуки, бряки, так и электрического характера — перегорело, оторвалось.
Рейка с интегрированным электромотором.
Правая часть корпуса — это шаговый электродвигатель (электронноуправляемый шаговый бесколлекторный двигатель постоянного тока) и датчик положения /вращения ротора. В левом верхнем углу — датчик крутящего момента. Посредине — горизонтальный вал с механизмом шариковая винт-гайка.
Двигатель и датчик положения/вращения ротора крупнее.
Из всего вышесказанного можно сделать некоторые выводы. Для ремонта механических реек нужно уметь обращаться с точным мерительным инструментом, работать на токарном, фрезерном станке, знать материаловедение. Для ремонта гидрореек потребуется знание гидропривода, работы усилительных механизмов, множество оправок и специнструмента. Ну а для электрических (электронных) реек нужны знания механика, радиотехника, электронщика, да и очень светлую голову !!! У Вас все это есть ?
Нет, конечно можно все сделать нахрапом и на коленке. Можно прочитать на форуме в интернете и пригласить друга на пиво в гараж. Даже может что-то приблизительно получится. Но ведь Вы даже не поймете правильно это получилось или нет, потому что не знаете как точно должно работать. А в общем-то дерзайте, только потом не удивляйтесь, что исправить все это стоит в разы больше, чем банальный (я не говорю, что он дешевый) ремонт !
autostar.pro
Виды рулевых реек. Причины стука рулевой рейки
Прогресс не стоит на месте, и на смену червячному рулевому механизму пришёл реечный, который быстро завоевал популярность у всех мировых автопроизводителей. По сравнению со своим предшественником он имеет меньшее количество составных частей, подверженных износу, что положительно сказывается на надёжности. Кроме того, автомобиль с таким рулевым механизмом обладает более острым управлением, а это означает улучшенную безопасность вождения и множество позитивных эмоций у водителя.
Срок службы рулевой рейки (при регулярном техобслуживании) составляет около 100 000 км пробега. Со временем, по мере износа, появятся неисправности, в том числе и самая распространённая – стук в рулевой рейке. Устранение неполадки лучше доверить сервисному центру, а вот определить причину можно самостоятельно. Но прежде чем мы расскажем вам, как провести диагностику своими руками, давайте подробнее рассмотрим строение этого механизма, его разновидности и почему стучит рулевая рейка.
Из чего состоит рулевая рейка
Простейшая механическая рулевая рейка имеет следующую конструкцию: в картере особой формы смонтирован гофрированный чехол; там же на нескольких подшипниках стоит шестерня вала рулевого управления, приводимая в движение рулём через вал, а к ней с помощью пружины прижата зубчатая рейка (пружина нужна, чтобы между шестернёй и рейкой не было зазора).
устройство рулевой рейки с гидроусилителем
В настоящее время наибольшую популярность обрели 3 типа рулевых реек. Их главное отличие друг от друга – это то, как работает сам механизм.
Виды рулевых реек
Механическая рулевая рейка
Самая простая и надёжная. Колёса поворачиваются только за счёт физической силы. Для большего комфорта водителя зачастую бывает с различным шагом зубьев рейки от краёв к середине (это снижает усилие на руле при маленькой скорости).
Гидравлическая рулевая рейка
Такая рейка оснащена гидроусилителем (ГУР), в результате чего повышается острота и лёгкость управления автомобилем. Кроме того, при поездке по плохой дороге руль не вырывается из рук, в отличие от механической рейки. Большинство выпускаемых в мире машин оснащается именно таким рулевым механизмом.
Электрическая рулевая рейка
Очень похожа на гидравлическую, но в качестве усилителя используется электромотор, управляемый ЭБУ. Применяется в основном на автомобилях бизнес-класса и спорткарах, для которых важна отличная управляемость. На бюджетных машинах устанавливается редко.
Причины стука рулевой рейки
Причинами появления стука в рулевой рейке могут быть:
- Ослабленные крепёжные соединения.
- Износ опорной втулки.
- Образование люфта в подшипниках.
- Износ зубцов рейки.
- Поджимной сухарь соприкасается с корпусом рулевой рейки по причине изнашивания антифрикционной накладки.
Как самостоятельно определить причину стука в рулевой рейке?
Можно провести диагностику на СТО или сделать это своими силами. Во втором случае последовательность действий будет следующей:
- Найдите ассистента, который будет вам помогать. Одному осмотреть рейку невозможно;
- Убедитесь, что мотор не работает, поставьте машину на «ручник» и попросите ассистента сесть на место водителя;
- Залезьте под машину и найдите рулевую рейку, затем скажите ассистенту, чтобы он покрутил руль влево-вправо;
- Если рейка с ГУР, оцените состояние шлангов на предмет протечек. Также проверьте уровень жидкости и её прозрачность;
- Проверьте, не повреждены ли пыльники, а также нет ли где-нибудь подтёков смазки;
- Если по итогу выполнения двух предыдущих пунктов нареканий нет, прислушайтесь, откуда исходит стук. Скорее всего, дело в подшипниках или износе зубцов рейки. Рулевую рейку придётся снимать и перебирать, а то и менять целиком;
- Теперь можно переходить к ремонту повреждённого узла своими силами или отправляться в автосервис.
Как защитить рулевую рейку от поломки
Рекомендации на этот счёт очень просты:
- Не крутите, руль до упора – оставляйте небольшой запас хода.
- Осторожно двигайтесь по плохим дорогам. Попадание колеса в яму на большой скорости может повредить рулевую рейку.
- Если автомобиль оснащён ГУР, следите за жидкостью в нём, а конкретнее за её уровнем и цветом. Также не забывайте вовремя менять жидкость.
- Контролируйте состояние пыльников. Если есть сомнения в их герметичности – сразу меняйте.
Сколько стоит ремонт рулевой рейки?
Стоимость рулевой рейки для ВАЗов – около 130$. Для машин зарубежного производства расценки заметно больше: от 200 до 500$. Такие цены справедливы для рулевых реек без сопутствующих комплектующих: ГУР и тяг с наконечниками. Рулевая рейка в сборе стоит гораздо дороже: для ВАЗов от 230$, а для иномарок от 1000$ и больше (в зависимости от класса автомобиля).
Если вы не будете менять рулевую рейку своими силами, а обратитесь в автосервис, то к суммам выше придётся прибавить стоимость работы специалистов.
Комментирование и размещение ссылок запрещено.
avtgid.ru
Что такое гидроусилитель руля (рулевая рейка) и для чего он нужен?
Гидроусилитель руля (традиционное сокращенное обозначение – ГУР) представляет собой гидравлическую систему, увеличивающую усилие, прикладываемое к рулевому механизму и облегчающую процесс управления транспортным средством.
Функции и возможности гидроусилителя руля
Использование гидравлической системы дает ряд заметных эксплуатационных преимуществ:
- число вращательных движений между предельными положениями рулевой колонки уменьшается,
- повышается маневренность машины и степень безопасности вождения,
- компенсируется ударное воздействие при перемещении по дороге с плохим покрытием (снижается чувство удара),
- водитель меньше устает во время вождения, лучше чувствует дорогу.
Гидроусилитель руля в конструкции автомобиля
Стандартное положение гидроусилителя – в моторном отсеке. В числе элементов, сопряженных с системой ГУР:
- насос гидроусилителя,
- шланг низкого давления,
- рулевая рейка.
Практикуется использование различных модификаций систем гидроусиления, в том числе, по типу управления различают модели с электрической или механической подачей сигнала.
Возможные неисправности гидроусилителя
Все поломки гидравлической системы можно разделить на три типа:
- неисправности механической части системы,
- дефекты гидравлики,
- проблемы, связанные с наполнителем (маслом).
Одна из распространенных проблем эксплуатации гидравлических систем в условиях российских зим связана с изменением характеристик масла (загустевание при низких температурах).
Слабым местом системы является сальник, на который оказывается значительное воздействие. Высокое давление внутри гидроусилителя обусловлено постоянной работой гидравлической системы. В связи с этим выдавливание сальника можно считать одним из часто встречающихся дефектов.
Риск его возникновения значительно вырастает при экстремальном вождении, резком выполнении маневров («выворачивании» колес). При выдавливании сальника эксплуатационные параметры масла, как рабочей жидкости системы гидроусиления, значительно снижаются.
Следует помнить, что срок эксплуатации масла в системе ограничен даже при аккуратном вождении, хотя соблюдение установленных правил помогает увеличить интервалы между заменами рабочей жидкости до возможного максимума.
Масло, выработавшее свой ресурс, изменяет показатели вязкости. Визуально определить необходимость замены можно по появившейся мутности рабочей жидкости. К наиболее распространенным повреждениям механического типа относят разрыв ремня вследствие естественного износа или как следствие других повреждений.
Заметить факт разрыва очень просто – выполнение маневров (поворотов) сразу же становится очень сложным. Те, кто имеет возможность такого сравнения, часто приравнивают управление машиной с разорванным ремнем с вождением самых первых моделей Жигулей.
Чтобы избежать внезапного обрыва, необходимо периодически осматривать ремень, оценивая:
- его внешний вид,
- чистоту поверхности (наличие следов горючесмазочных материалов и грязи),
- степень натяжения.
Своевременное устранение незначительных недостатков продлит срок службы ремня, а по характеру его износа опытный мастер может определить причины, вызвавшие повреждение.
Проблемы с рулевой рейкой
Еще одна из часто встречающихся механических поломок – люфт рулевой рейки. Заметить этот дефект можно по характерному постукиванию во время езды или при выполнении маневров.
Рулевой рейкой называют в обиходе редуктор усилителя руля. Этот силовой узел фактически представляет собой зубчатую передачу и служит для передачи прикладываемого усилия с колонки руля на ведущие колеса. Шестерня такой передачи фиксируется на рулевом валу, а собственно рейка цепляется к ней имеющимися зубцами.
При выполнении поворота и вращении руля рейка через шестерню сдвигается вправо или влево. В это время рейка управляет колесами, надавливая на тяги и шарниры. При работе рейки с гидроусилителем к конструкции добавляются насос, работающий через ремень ГРМ, распределитель и устройство для создания усилия.
Гидравлическая жидкость из расширительного бачка с помощью насоса попадает в золотниковый распределитель. Конструкция помогает контролировать прикладываемое усилие и помогает проворачивать руль, если величина усилия увеличивается. Работники сервисных служб отмечают, что рейка постукивает у одного из восьми автомобилей.
Люфт позволяет продолжать эксплуатацию транспортного средства, то есть не приводит автомобиль в негодность, чем и пользуются некоторые автовладельцы, несмотря на то, что дефект такого рода может стать причиной более серьезных повреждений.
Возможные способы решения проблемы:
- подтягивание регулировочной контргайки (операция может быть выполнена самостоятельно и снижает реечный люфт),
- демонтаж рейки, ее полная проверка и ремонт (выполняется в условиях автосервиса и является наиболее правильным с технической точки зрения вариантом).
Правильная эксплуатация и уход за гидроусилителем
Факторы, влияющие на работу системы гидравлического усиления руля, меняются в зависимости от времени года.
- Зимой опасность представляет температурное воздействие (перепады, значительное понижение). Избежать выдавливания сальника можно, выворачивая колеса во время парковки.
- Летом опасность для гидравлической системы представляет пыль, способная проникнуть даже в самые маленькие щели, стать причиной засорения гидроусилителя, снижения качества масла. Основной мерой защиты является тщательный контроль и постоянная проверка герметичности блока.
- Всесезонным риском является подтекание рабочей жидкости гидроусилителя (масла) из системы. Одой из наиболее распространенных причин такого подтекания является износ втулки (и, как следствие, увеличение зазора). Последствием подтекания рабочей жидкости нередко становится повреждение рулевой рейки, после чего она и начинает постукивать. Для снижения риска важно постоянно обеспечивать чистоту бачка.
golifehack.ru